基于嵌入式的光伏发电并网控制器的研究

随着社会经济的发展,能源与环境成为全球面临的重要问题,能源短缺、环境恶化日益突显,开发利用绿色能源成为世界各国解决能源危机与环境恶化的最有效途径。太阳能以其资源丰富、清洁无污染成为开发利用前景较好的可再生能源。光伏并网发电技术作为光伏发电的主要方式越来越受到人们的认可和关注,并逐渐成为光伏发电应用的主流。本文在深入分析并网发电系统的基础上,设计带有最大功率跟踪功能的光伏并网控制器,旨在最大程度的利用太阳能资源。 分析了光伏并网发电的基本原理和相关技术,重点研究了并网系统的结构,构建了并网控制器主电路由前级Boost变换器和后级电压源性逆变器组成的两级式结构。 结合太阳能电池的工作原理及工作特性,深入分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。针对单纯应用神经网络算法收敛速度慢等缺点,提出基于遗传优化的神经算法,对最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行优化设计,采用MATLAB平台对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的有效性和可靠性。 为了进一步验证以上所提方法的准确性和优越性,设计了以dsPIC33F128为核心处理器的太阳能光伏并网发电控制器,重点对光伏并网逆变电路、电压电流采样电路、IGBT驱动电路和串行通信电路等模块进行了设计,模拟实验表明控制器能够满足设计要求,可安全、稳定运行。